Квантовые компьютеры – объясняем, чем отличаются от классической вычислительной техники
Квантовые компьютеры – очень сложная тема, но мы постараемся изложить её как можно проще. Даже сегодня ученые, физики и инженеры обсуждают такой, казалось бы, простой вопрос, есть ли где-нибудь в мире работающий квантовый компьютер. «Но, почему же, такие компании, как IBM, давно хвастаются квантовыми компьютерами!» – может сказать кто-то. И он будет прав. Остаётся открытым вопрос, создала ли IBM квантовый компьютер или «квантовый компьютер».
Доктор Шохини Гхос, квантовый физик и президент Канадского общества физиков, использовал простую аллегорию для сравнения классических компьютеров (таких как наши ПК, ноутбуки и смартфоны) с квантовыми компьютерами. Если наши классические компьютеры – это свечи, то квантовые компьютеры – это лампочки. Их цель одинакова – излучать свет, а у компьютеров – выполнять вычисления. Однако, в обоих случаях цель достигается по-разному.
Гхош выражает это словами:
Квантовый компьютер – это не просто усовершенствованная версия современных компьютеров, точно так же, как лампочка – это не более сильная свеча. Вы не сможете получить лампочку, делая всё более мощные свечи. Лампочка – это другая технология, основанная на более глубоком научном понимании. Точно так же квантовый компьютер – это новый тип устройства, основанный на квантовой физике, и точно так же, как лампочка изменила общество, квантовые компьютеры могут повлиять на многие аспекты нашей жизни, включая потребности в безопасности, здравоохранении и даже сети Интернет.
Сегодня мы знаем некоторые теоретические основы работы квантовых компьютеров, но на пути их развития есть огромные препятствия, которые ждут своего решения.
Исследовательские центры и компании со всего мира проводят испытания и исследования, и специалисты в области квантовой физики согласны с тем, что пройдут десятилетия с момента создания полнофункциональных квантовых машин, прежде чем мы сможем использовать их для «повседневных задач».
По этой причине, некоторые ученые, такие как физик Артур Экерт, заявляют, что машины, которые в настоящее время называются квантовыми компьютерами, вообще не заслуживают такого названия:
Я бы сейчас не называл их квантовыми компьютерами. Им не хватает способности выполнять вычисления или решать задачи, которые мы не можем решить обычным, классическим способом. (. )
Мы еще не достигли той точки нашего технологического развития, когда мы можем построить квантовую машину, способную решать проблемы, которую будет трудно решить для классических компьютеров. Конечно, Google или IBM говорят о тех или иных проблемах, которые было бы сложно решить классическим способом, но на данный момент они неубедительны.
Типы компьютера и виды компьютера
Что такое тип компьютера – это группа компьютеров, обладающая схожей функциональностью или способом использования, а видом компьютера считается определённая вычислительная техника и схожие обычно по внешнему виду вычислительные устройства, так же, как и тип компьютера, имеют свои отличительные возможности. К примеру персональный компьютер – это тип, а виды ПК – это компьютеры которые используются человеком в личных целях: моноблок, планшет, неттоп и т.д.
Если в прошлом столетие компьютеры могли быть как аналоговые, так и цифровые, то в наши дни актуальными остались лишь цифровые компьютеры. Речь пойдёт именно о таком типе техники, как цифровой компьютер, именно они используются в сегодняшние дни.
К тому же неправильно разделять компьютеры по классификации прошлого века, черта между микрокомпьютерами и миникомпьютерами уже не заметна, да и называют такими уже другие устройства, а мейнфрим лишь примерно приравнивают к сегодняшним серверам.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Защита информации, антивирусная защита
Занятие по теме «Защита информации, антивирусная защита» содержит теоретический материал и презентацию к нему.
Методическая разработка: «Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение. Защита информации, антивирусная защита»
В современном образовании особое внимание уделяется обучению студентов умению учиться, что обеспечивает обще-учебные умения и навыки. В методической разработке излагается методика проведения занятия .
Защита информации, антивирусная защита
Антивирусные средства защиты.Количество людей, пользующихся компьютером и сотовым телефоном, имеющим выход в Интернет, постоянно растет. Значит, возрастает возможность обмена данными между ними по эле.
Структура системной платы. Основные характеристики компьютера. Принцип открытой архитектуры компьютера.
Разработка урока по информатики.
Урок-игра «Информация и архитектура компьютера» 5 класс
Тема урока: «Урок-игра. Секретные материалы».Цели мероприятия: раскрыть знания и способности учащихся;узнать новое в области информатики;повысить интерес учащихся к информатике;воспитывать аккура.
Методическая разработка урока «Архитектура компьютера. Системный блок, монитор, клавиатура, устройства ввода-вывода информации»
Методическая разработка урока теоретического обучения по теме «Архитектура компьютера. Системный блок, монитор, клавиатура, устройства ввода-вывода информации» по дисциплине «Инфор.
Процессор
Процессор представляет собой микросхему, предназначенную для выполнения основных вычислительных операций. Процессоры выпускаются двумя фирмами AMD и Intel. В зависимости от производителя процессора отличается и разъем (место его установки), поэтому при выборе материнской платы следует это не забывать. Вы просто не вставите процессор AMD в материнскую плату для процессоров Intel.
Виды портативных персональных компьютеров
Портативный компьютер еще можно назвать – переносной. Отличаются от настольных габаритами и весом в меньшую сторону и более емкими батареями, что понятно ведь его нужно носить с собой.
Ноутбуки и нетбуки — относятся к виду портативных (переносных) ПК, имеют в своем составе аккумулятор для автономной работы без использования сети. Корпус выполнен в виде раскладушки, в верхней части устанавливается экран, а в нижней – клавиатура. Нетбуки меньше по размеру чем ноутбуки, соответственно, имеют меньшую производительность, хотя время работы аккумулятора больше.
Планшетные ноутбуки и планшеты — относятся к виду портативных (переносных) ПК. Корпус состоит из дисплея с сенсорным экраном — Touchscreen (тачскрин). Основное их предназначение – серфинг в интернете, просмотр видео, прослушивание аудио, игровые и прочие приложения. Компактные габариты делают эту группу особенно популярной для путешественников. Планшетные ноутбуки имеют клавиатуру, которая либо складывается, либо выдвигается из ниши под экраном. У планшетов же средством ввода выступает Touchscreen. Для этой группы важным является время автономной работы.
Карманные персональные компьютеры и смартфоны — относятся к виду портативных (переносных) ПК. Отличительные особенности – маленький размер и большой запас времени автономной работы аккумулятора. Средство ввода либо сенсорный экран, либо выдвижная клавиатура.
Последние достижения в области квантовых вычислений
Ученые из Университета Нового Южного Уэльса разработали первый квантовый логический элемент в кремнии в 2015 году. В том же году НАСА представило первый операционный квантовый компьютер, созданный D-Wave, стоимостью 15 миллионов долларов.
В 2016 году исследователи из Университета Мэриленда успешно создали первый перепрограммируемый квантовый компьютер. Два месяца спустя Базельский университет определил вариант квантовой машины на основе электронных дырок, которая использует электронные дыры (вместо того, чтобы манипулировать электронными спинами) в полупроводнике при низких температурах, которые гораздо менее уязвимы для декогеренции.
Еще несколько интересных фактов и открытий
12. Квантовые вычисления впервые были упомянуты Ричардом Фейнманом в 1959 году в его знаменитой лекции «Внизу много места». Он рассматривал возможность манипулирования отдельными атомами как расширенную форму синтетической химии.
13. Первый в мире протокол распространения квантовых ключей, BB84, был разработан исследователями IBM Джиллис Брассард и Чарльзом Беннеттом в 1984 году. Это метод безопасной отправки секретного ключа из одной точки в другую для использования в одноразовом шифровании с использованием клавиатуры.
14. В феврале 2018 года физики придумали новую форму света, включающую трифотонные связанные состояния в квантовой нелинейной среде, которая могла бы привести к революции квантовых вычислений.
15. В марте 2018 года Лаборатория квантового искусственного интеллекта, управляемая Ассоциацией космических исследований университетов, НАСА и Google, выпустила 72-битный процессор под названием Bristlecone.
16. Реалистичная модель квантовых вычислений работает на квантовых алгоритмах, которые могут быть классифицированы по типу задачи, которую они решают, или технике/идеям, которые они используют. В настоящее время у нас есть алгоритмы, основанные на усилении амплитуды, квантовом преобразовании Фурье и гибридных квантовых алгоритмах.
17. В настоящее время рассматривается несколько различных кандидатов на физическую реализацию квантовой машины. Среди них самыми популярными являются —
- Спиновая и пространственная квантовая точка
- Квантовый компьютер на алмазной основе
- Полость квантовая электродинамика
- Молекулярный магнит
18. До сих пор 5 компаний производили квантовые чипы — Google (Bristlecone), IBM (IBM Experience and Q), Intel (Tangle Lake), Rigetti (19Q) и D-Wave (Ranier).
